 |
Системное программное обеспечение
|
|
|
|
Системное ПО (или Системные программы) –предназначено дляэксплуатации и технического обслуживания ПК, управления и организации вычислительного процесса при решении любой конкретной задачи на ПК и т.д. Системное ПО обязательная часть ПО, к нему относятся:
- операционные системы;
- оболочки операционных систем;
- программы-утилиты.
Функции, назначение и состав операционной системы
Операционная система представляет комплекс системных и служебных программных средств. С одной стороны, она опирается на базовое программное обеспечение компьютера, входящее в его систему BIOS (базовая система ввода-вывода), с другой стороны, она сама является опорой для программного обеспечения более высоких уровней – прикладных и большинства служебных приложений. Приложениями операционной системы принято называть программы, предназначенные для работы под управлением данной системы [2, 7].
Основная функция всех операционных систем – посредническая.
Она заключается в обеспечении нескольких видов интерфейса:
- интерфейс между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера (интерфейс пользователя): пакетный и диалоговый режимы работы с пользователем, интерфейс командной строки, управление взаимодействием экранных элементов управления;
- интерфейс между программным и аппаратным обеспечением (аппаратно-программный интерфейс): управление процессором путем передачи управления программам, управление устройствами ввода-вывода, обработка прерываний, синхронизация доступа к ресурсам, управление данными на долговременных носителях путем поддержки файловой системы, управление памятью;
|
|
|
- интерфейс между разными видами программного обеспечения (программный интерфейс): управление инициализацией программ, межпрограммные связи.
Прежде чем говорить о компонентах ОС дадим несколько определений.
Ресурс –какой-либо объект или показатель надежности какого-либо объекта.
Системные ресурсы –совокупность аппаратных ресурсов исистемных сервисов. Основными потребителями системных ресурсов являются процессы, выполняемые в системе.
Программа представляет собой множество команд.
Процесс –это действия,выполняемые в соответствии с этимикомандами, т.е. это динамическая деятельность, свойства которой меняются во времени. Одна программа может быть связана с несколькими процессами. Процесс охватывает текущее состояние работы, называемое состоянием процесса. Оно включает текущую позицию выполняемой программы (значение счетчика адреса), а также значения прочих регистров центрального процессора и тех ячеек памяти, к которым производится обращение [7]. В различные моменты выполнения программы (процесса) будут получаться различные моментальные снимки (состояния процесса).
Компоненты типичной ОС
Оболочка. Осуществляет взаимодействие с внешней средой.
Внутренняя часть ОС называется ядром.
Менеджер файлов (программа управления файлами,загрузчикпрограмм, командный процессор). Координирует использование внешних запоминающих устройств, т.е. предоставляет и координирует любой доступ к файлу со стороны других компонентов программного обеспечения. Если менеджер файлов разрешает доступ к файлу, то он предоставляет информацию, необходимую для поиска файла и работы с ним, которая записывается в область основной памяти – дескриптор файла, а затем используется для действий с файлом.
Драйверы устройств (элементы программного обеспечения,взаимодействующие с контроллерами устройств). Обеспечивают взаимодействие системы с периферийными устройствами, т.е. преобразуют поступающие запросы в последовательность команд выполнения отдельных физических операций конкретного устройства (принтера, дисковода, монитора).
|
|
|
Менеджер памяти. Координирует использование основной памятикомпьютера. Для обработки множества запросов от задач, поступающих в одно и то же время, в основной памяти должно одновременно находиться множество программ и блоков данных, которые занимают собственные области памяти, выделенные им программой управления памятью, которая отслеживает информацию обо всех ее участках. В случае, когда требуемый объем основной памяти превышает реально существующий объем, программа управления памятью может создать иллюзию увеличения объема памяти путем перемещения (подкачки) программ и данных из основной памяти в массовую – на жесткий диск, так называемую виртуальную память [2, 7].
Планировщик. Координирует выполнение в системе различныхпроцессов, определяет последовательность выполняемых действий. Координация подразумевает получение гарантий в том, что каждый процесс получит все необходимые ему ресурсы (доступ к периферийным устройствам, место в основной памяти, доступ в данным и центральному процессору); что независимые процессы не влияют друг на друга, а процессы, которым необходимо обмениваться информацией, имеют возможность делать это (т. е. осуществляется межпроцессное взаимодействие) [7]. Планировщик ведет записи в блоке основной памяти (таблице процессов), где отображает сведения о новых процессах и удаляет информацию о завершившихся. Запись содержит сведения об объеме выделенной процессу памяти (полученные от модуля управления памятью), о присвоенном ему приоритете, о том, находится процесс в состоянии готовности (когда его развитие может продолжаться). Или ожидания (если его развитие приостанавливается до тех пор, пока не произойдут некоторые внешние события, например, завершится процедура доступа к диску или поступит сообщение от другого процесса).
Разновидности прерываний:внешнее прерывание(изменяет статуснекоторого процесса); системный вызов (прекращает выполнение текущего процесса); и ошибка выполнения (приводит к зависанию текущего процесса на время обработки ошибки).
|
|
|
Классификация ОС
Операционные системы могут различаться особенностями реализации внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, памятью, устройствами), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами. Ниже приведена классификация ОС по нескольким наиболее основным признакам.
|
|
|
